tokar.guru

Типы коррозии металлов

Под химической коррозией понимают разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрического тока. При нагревании металлов на воздухе Большинство окисляется. Если оксид плотно покрывает поверхность металла, то он предохраняет металл от дальнейшего окислению и разрушению. В некоторых металлов, особенно в железа и его сплавов оксиды образуются в виде пористого слоя, который не защищает поверхности металла от дальнейшего окисления.

Газовая коррозия металлов происходит в печах, выхлопных трубах и тому подобное. Атмосферная коррозия обусловлена ​​окислением металла кислородом, сероводородом, галогенами, серы (IV) оксидом и другими газами, содержащимися в атмосфере.

Наибольший вред наносит электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия наблюдается при контакте двух металлов разной активности с водой или другим электролитом. На поверхности любого металла конденсируется вода, в которой растворены атмосферные газы, то есть образуется раствор электролита. В почве электролитом служат растворы солей. Если металл содержит примеси или сталкивается с другим металлам, возникает гальваническая пара и начинается электрохимическая коррозия — электроны переходят от более активного металла к менее активному. Только чистые металлы не подвержены коррозии. Так, чистое (метеоритное) железо на воздухе не ржавеет.

Способы защиты от коррозии

Защитные поверхностные покрытия металлов бывают металлическими (покрытие цинком, оловом, свинцом, никелем, хромом, золотом и другими металлами) и неметаллическими (покрытие лаком, красками, смазками, резиной, каучуком). Эти покрытия изолируют металл от внешней среды. Кроме того, покрытие железных изделий придает им привлекательный внешний вид.

Добавки никеля, меди, кобальта усиливают антикоррозионные свойства стали. Введением в состав стали около 12% хрома добывают нержавеющую сталь устойчивую к коррозии.

Для замедления коррозии металлических изделий в электролита вводят вещества (чаще органические), называемые ингибиторами. В последнее время сделаны летучие (атмосферные) ингибиторы, которыми пропитывают бумагу и обертывают им металлические изделия. Пары ингибиторов адсорбируются на поверхности металла и образуют на ней защитную плёнку.

Электрохимические методы используются в средах, которые хорошо проводят электрический ток.

Чем больше различаются между собой по химической активностью два металла, сталкивающихся тем сильнее корродирует более активный из них и тем надежнее защищен от коррозии менее активный металл. Протекторная защита применяют в том случае, когда защищается конструкция (корпус судна, подземный трубопровод), которая находится в среде электролита (морская вода, подземные грунтовые воды и т.д.). Суть такой защиты заключается в том, что конструкцию соединяют с протектором (от лат. Protector — «защитный») — более активным металлом, чем металл конструкции. Металлические детали, например, рейсы, скрепляют заклепками с более активных металлов.

Защитить металл от коррозии можно, сделав его катодом, то есть соединив с отрицательным полюсом источника тока — катодную защиту. При определенной силы тока окислитель восстанавливается на катоде, анод окисляется, что обеспечивает устойчивость изделия к коррозии.

Для торможения коррозии сейчас все шире внедряют методы искусственного осушения воздуха, окружающей изделия. Неблагоприятное коррозии среду создают в паронепроницаемых чехлах или металлических контейнерах с помощью специальных веществ (например, силикагеля). В этих условиях на поверхности изделия не образуется пленки влаги и коррозия не возникает. Такой способ защиты применяют при транспортировке машин и деталей морскими путями. Сейчас разрабатываются новые методы защиты металлов, а также создаются вещества — заменители металлов — пластмассы, кислотоупорные цементы, и тому подобное.

Термины и определения по коррозии металлов

 Введение

ГОСТ 5272-68 (далее – стандарт) устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области коррозии металлов.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой “Ндп”.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

 Общие термины

Коррозия металлов

Разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой.

Примечания:

1. Для процесса коррозии следует применять термин “коррозионный процесс”, а для результата процесса – “коррозионное разрушение”.
2. Под металлом следует понимать объект коррозии, которым может быть металл или металлический сплав.

Коррозионная среда

Среда, в которой происходит коррозия металла.

Жидкая коррозионная среда

Жидкая среда, в которой происходит коррозия металла.

Газообразная коррозионная среда

Газообразная среда, в которой происходит коррозия металла.

Окислительная газовая среда

Газовая среда, вызывающая окисление металла.

Инертная газовая среда

Газообразная среда, не взаимодействующая с металлом.

Корродирующий металл

Металл, подвергающийся коррозии.

Коррозионные потери

Количество металла, превращенного в продукты коррозии за определенное время.

Продукты коррозии

Химические соединения, образующиеся в результате взаимодействия металла и коррозионной среды.

Примечание — При электрохимической коррозии образование продуктов коррозии является результатом анодной и катодной реакций коррозионного процесса.

Скорость коррозии

Коррозионные потери единицы поверхности металла в единицу времени.

Скорость проникновения коррозии

Глубина коррозионного разрушения металла в единицу времени.

Коррозионная стойкость

Способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Примечания:

1. Коррозионная стойкость определяется качественно и количественно (скоростью коррозии в данных условиях, группой или баллом стойкости по принятой шкале). Коррозионная стойкость может быть оценена:
   
   1. изменением веса металла в результате коррозии, отнесенным к единице поверхности и единице времени;
   2. объемом выделившегося водорода (или поглощенного кислорода) в процессе коррозии, отнесенным к единице поверхности и единице времени;
   3. уменьшением толщины металла вследствие коррозии, выраженным в линейных единицах и отнесенным к единице времени;
   4. изменением какого-либо показателя механических свойств за определенное время коррозионного процесса, выраженным в процентах, или временем до разрушения образца заданных размеров;
   5. изменением отражательной способности поверхности металла за определенное время коррозионного процесса, выраженным в процентах;
   6. плотностью тока, отвечающей скорости данного коррозионного процесса;
   7. временем до появления первого коррозионного очага на образце заданных размером или числом коррозионных очагов на образце по истечении заданного времени

Коррозионностойкий металл

Металл, обладающий высокой коррозионной стойкостью.

Внутренние факторы коррозии

Факторы, влияющие на скорость, вид и распределение коррозии, связанные с природой металла (состав, структура, внутренние напряжения, состояние поверхности).

Внешние факторы коррозии

Факторы, влияющие на скорость, вид и распределение коррозии, связанные с составом коррозионной среды и условиями коррозии (температура, давление, скорость движения металла относительно среды и т.д.).

Коррозионный очаг

Участок поверхности металла, на котором сосредоточен коррозионный процесс.

Критическая влажность

Значение относительной влажности, выше которой наступает быстрое увеличение скорости атмосферной коррозии металла.

 Типы коррозии

Электрохимическая коррозия

Взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

Химическая коррозия

Взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительной компоненты коррозионной среды протекают в одном акте.

 Виды коррозии

Газовая коррозия

Химическая коррозия металла в газах при высоких температурах.

Примечание — Коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа, относится к атмосферной коррозии.

Атмосферная коррозия

Коррозия металла в атмосфере воздуха.

Коррозия при неполном погружении

Коррозия металла, частично погруженного в жидкую коррозионную среду.

Коррозия по ватерлинии

Коррозия металла вблизи ватерлинии при неполном погружении его в жидкую коррозионную среду.

Коррозия при полном погружении

Коррозия металла, полностью погруженного в жидкую коррозионную среду.

Подводная коррозия

Коррозия металла, полностью погруженного в воду.

Коррозия при переменном погружении

Коррозия металла при переменном погружении его целиком или частично в жидкую коррозионную среду.

Подземная коррозия

Коррозия металла в почвах и грунтах.

Биокоррозия

Коррозия металла под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Коррозия внешним током

Электрохимическая коррозия металла под воздействием тока от внешнего источника.

Коррозия блуждающим током

Электрохимическая коррозия металла под воздействием блуждающего тока.

Контактная коррозия

Электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Коррозия при трении

Разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения.

Фреттинг-коррозия

Коррозия при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды.

Сплошная коррозия

Коррозия, охватывающая всю поверхность металла.

Равномерная коррозия

Сплошная коррозия, протекающая с одинаковой скоростью по всей поверхности металла.

Неравномерная коррозия

Сплошная коррозия, протекающая с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла.

Местная коррозия

Коррозия, охватывающая отдельные участки поверхности металла.

Подповерхностная коррозия

Местная коррозия, начинающаяся с поверхности, но преимущественно распространяющаяся под поверхностью металла таким образом, что разрушение и продукты коррозии оказываются сосредоточенными в некоторых областях внутри металла.

Примечания:

1. Обычно начало коррозионного разрушения не обнаруживается макроскопическим обследованием поверхности, но всегда обнаруживается при микроскопическом обследовании.
2. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание металла и его расслоение.

Точечная коррозия

Местная коррозия металла в виде отдельных точечных поражений.

Коррозия пятнами

Местная коррозия металла в виде отдельных пятен.

Сквозная коррозия

Местная коррозия, вызвавшая разрушение металла насквозь.

Послойная коррозия

Коррозия, распространяющаяся преимущественно в направлении пластической деформации металла.

Нитевидная коррозия

Коррозия, распространяющаяся в виде нитей, преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями.

Структурная коррозия

Коррозия, связанная со структурной неоднородностью металла.

Межкристаллитная коррозия

Ндп. Интеркристаллитная коррозия

Коррозия, распространяющаяся по границам кристаллов (зерен) металла.

Избирательная коррозия

Ндп. Селективная коррозия

Коррозия, разрушающая одну структурную составляющую или один компонент сплава.

Графитизация чугуна

Избирательная коррозия серого литейного чугуна, протекающая вследствие растворения ферритных и перлитных составляющих с образованием относительно мягкой массы графитного скелета без изменения формы.

Обесцинкование

Избирательное растворение латуней, приводящее к обеднению сплава цинком и образованию на поверхности губчатого медного осадка.

Щелевая коррозия

Ндп. Щелевой эффект

Усиление коррозии в щелях и зазорах между двумя металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионно-инертным материалом.

Ножевая коррозия

Локализованный вид коррозии металла в зоне сплавления сварных соединений в сильно агрессивных средах.

Коррозионная язва

Местное коррозионное разрушение, имеющее вид отдельной раковины.

Коррозионное растрескивание

Коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин.

Коррозия под напряжением

Коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений.

Коррозионная усталость

Понижение предела усталости металла, возникающее при одновременном воздействии циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды.

Предел коррозионной усталости

Максимальное механическое напряжение, при котором еще не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов переменной нагрузки и заданных коррозионных условий.

Коррозионная хрупкость

Хрупкость, приобретенная металлом в результате коррозии

Примечание — Под хрупкостью следует понимать свойство материала разрушаться без заметного поглощения механической энергии в необратимой форме.

 Химическая коррозия

Жаростойкость

Способность металла сопротивляться коррозионному воздействию газов при высоких температурах.

Окалина

Продукт газовой коррозии.

Обезуглероженный слой

Поверхностный слой стали или чугуна, потерявший частично (или весь) углерод вследствие взаимодействия с коррозионной средой.

 Электрохимическая коррозия

Коррозионный элемент

Гальванический элемент, возникающий при взаимодействии металла и среды, влияющей на скорость и характер коррозии металла.

Коррозионный макроэлемент

Коррозионный элемент, электроды которого имеют размеры, хорошо различаемые невооруженным глазом.

Коррозионный микроэлемент

Коррозионный элемент, электроды которого могут быть обнаружены лишь при помощи микроскопа (структурные составляющие сплава, включения примесей и др.).

Коррозионный субмикроэлемент

Коррозионный элемент, электроды которого имеют величину, лежащую за пределами разрешающей способности оптического микроскопа.

Многоэлектродный элемент

Коррозионный элемент, имеющий более двух электродов.

Концентрационный элемент

Коррозионный элемент с электродами из одного и того же металла, возникающий за счет различной концентрации реагирующих веществ у поверхности металла.

Аэрационный элемент

Коррозионный элемент с электродами из одного и того же металла, возникающий за счет большего притока кислорода к одной из частей поверхности металла.

Поляризация

Изменение потенциала электрода в результате протекания тока.

Контролирующий процесс

Процесс, кинетика которого определяет скорость коррозии.

Поляризационный контроль

Ограничение скорости электрохимической коррозии поляризационными явлениями на электродах.

Анодный контроль

Ограничение скорости электрохимической коррозии анодной реакцией.

Катодный контроль

Ограничение скорости электрохимической коррозии катодной реакцией.

Омический контроль

Ограничение скорости электрохимической коррозии омическим сопротивлением.

Диффузионный контроль

Ограничение скорости коррозии диффузией исходных или конечных продуктов электродных реакций.

Поляризационная коррозионная диаграмма

Диаграмма зависимости истинных скоростей сопряженных анодной и катодной реакций коррозионного процесса от потенциала.

Коррозионный ток

Ндп.. Ток саморастворения

Скорость электрохимической коррозии, выраженная величиной электрического тока.

Максимальный коррозионный ток

Максимально возможное значение коррозионного тока, отвечающее точке пересечения анодной и катодной кривых на поляризационной диаграмме.

Потенциал коррозии

Потенциал металла, установившийся в результате протекания сопряженных анодного и катодного процесса без внешней поляризации.

Поляризационная кривая

Кривая зависимости скорости электродного (анодного или катодного) процесса от потенциала.

Идеальная поляризационная кривая

Кривая зависимости истинной скорости электродного процесса (с учетом скорости саморастворения) от потенциала.

Реальная поляризационная кривая

Кривая зависимости измеряемой скорости электродного процесса от потенциала.

Деполяризация

Уменьшение поляризации электрода.

Водородная деполяризация

Катодная реакция восстановления ионов водорода.

Окислительная деполяризация

Катодная реакция восстановления окисленных частиц среды.

Кислородная деполяризация

Катодная реакция восстановления (ионизации) кислорода.

Разностный эффект

Ндп. Дифференц-эффект

Изменение скорости саморастворения металла при внешней поляризации.

Положительный разностный эффект

Уменьшение скорости саморастворения металла при внешней поляризации.

Отрицательный разностный эффект

Увеличение скорости саморастворения металла при внешней поляризации.

Пассивация

Резкое уменьшение скорости коррозии вследствие торможения анодной реакции ионизации металла при образовании на его поверхности фазовых или адсорбционных слоев.

Пассивное состояние

Состояние относительной высокой коррозионной стойкости, вызванное торможением анодной реакции ионизации металла в определенной области потенциала.

Условия пассивации

Сумма всех условий, необходимых для наступления пассивного состояния металла.

Устойчивость пассивного состояния

Способность металла сохранять пассивное состояние при изменении внешних условий.

Анодная пассивность

Пассивность, вызванная анодной поляризацией металла.

Потенциал начала пассивации

Потенциал, соответствующий переходу металла из области активного анодного растворения в область активно-пассивного состояния.

Плотность тока пассивации

Плотность тока анодного растворения металла при потенциале начала пассивации.

Потенциал полной пассивации

Потенциал, соответствующий переходу металла в пассивное состояние.

Плотность тока полной пассивации

Плотность тока анодного растворения металла при потенциале полной пассивации.

Пассивирующее вещество

Вещество, способствующее переходу металла в пассивное состояние в условиях пассивации.

Активация

Ндп. Депассивация

Переход металла из пассивного состояния в активное.

Активирующее вещество

Вещество (реагент), способствующее переходу металла из пассивного состояния в активное или затрудняющее наступление пассивности.

Перепассивация

Резкое увеличение скорости анодного растворения металла (при смещении потенциала в положительную сторону) вследствие нарушения пассивного состояния.

Примечание — При нарушении пассивного состояния и увеличении скорости растворения металла лишь на отдельных участках поверхности наблюдается пробой пассивной пленки.

Потенциал активации

Потенциал, соответствующий переходу металла из пассивного состояния в активное при смещении потенциала к более отрицательным значениям.

Примечание — В большинстве случаев соответствует потенциалу пассивации.

Потенциал питтингообразования

Потенциал, соответствующий возникновению точечной коррозии в результате локального нарушения пассивности металла.

Потенциал перепассивации

Потенциал, соответствующий переходу металла из пассивного состояния в состояние перепассивации.

Ржавчина

Продукты коррозии железа и его сплавов, образующиеся при электрохимической коррозии и состоящие преимущественно из окислов.

 Защита от коррозии

Ингибитор коррозии

Вещество, которое при введении в коррозионную среду (в незначительном количестве) заметно снижает скорость коррозии металла.

Ингибитор кислотной коррозии

Ингибитор, снижающий скорость коррозии металла в кислой среде.

Ингибитор щелочной коррозии

Ингибитор, снижающий скорость коррозии металла в щелочной среде.

Ингибитор коррозии в нейтральных средах

Ингибитор, снижающий скорость коррозии металла в нейтральных средах.

Ингибитор атмосферной коррозии

Ингибитор, снижающий скорость коррозии металлов в атмосферных условиях.

Контактный ингибитор

Ингибитор, действие которого проявляется при искусственном нанесении его на поверхность металла.

Летучий ингибитор

Ингибитор, способный в обычных условиях испаряться и самопроизвольно попадать из газовой фазы на поверхность металла.

Универсальный ингибитор

Ингибитор коррозии, пригодный для защиты черных и цветных металлов.

Анодный ингибитор

Ингибитор, защитное действие которого обусловлено торможением анодной реакции коррозионного процесса.

Катодный ингибитор

Ингибитор, защитное действие которого обусловлено торможением катодной реакции коррозионного процесса.

Анодно-катодный ингибитор

Ингибитор, защитное действие которого обусловлено торможением анодной и катодной реакций коррозионного процесса.

Стимулятор коррозии

Вещество, которое при введении в коррозионную среду увеличивает скорость коррозии.

Противокоррозионная защита

Процессы и средства, применяемые для уменьшения или прекращения коррозии металла.

Ингибирование

Противокоррозионная защита, осуществляемая введением ингибиторов.

Степень защиты

Оценка эффективности выбранного метода защиты от коррозии.

Защитная пленка

Пленка, образующаяся на металле в естественных условиях при его взаимодействии с коррозионной средой или создаваемая искусственно путем химической или электрохимической обработки и затрудняющая протекание процесса коррозии.

Адсорбционный слой

Слой, возникающий на металле в результате адсорбции атомов или молекул окружающей среды и затрудняющий протекание процесса коррозии.

Окисная пленка

Пленка, состоящая преимущественно из окислов металла.

Покрытие

Слой или несколько слоев материала, искусственно полученных на покрываемой поверхности.

Электрохимическая защита

Защита металла от коррозии, осуществляемая поляризацией от внешнего источника тока или путем соединения с металлом (протектором), имеющим более отрицательный или более положительный потенциал, чем у защищаемого металла.

Примечание — В зависимости от направления поляризации различают катодную и анодную защиты.

Защитный потенциал

Потенциал металла, при котором достигается определенная степень защиты.

Примечание — Защитный потенциал может задаваться анодной или катодной поляризацией от внешнего источника или путем соединения с протектором.

Протектор

Металл, применяемый для электрохимической защиты и имеющий более отрицательный или более положительный потенциал, чем у защищаемого металла.

Катодная защита

Электрохимическая защита металла, осуществляемая катодной поляризацией от внешнего источника тока или путем соединения с металлом, имеющим более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла.

Анодный протектор

Металл, имеющий более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла.

Анодная защита

Электрохимическая защита металла, способного пассивироваться анодной поляризацией, осуществляемая от внешнего источника тока или посредством соединения с металлом, имеющим более положительный потенциал, чем у защищаемого металла.

Катодный протектор

Металл, имеющий более положительный потенциал, чем у защищаемого металла.

Неметаллическое изолирующее покрытие

Неметаллическое покрытие, механически изолирующее металл от воздействия коррозионной среды.

Грунт

Прилегающий к металлу слой покрытия, обеспечивающий прочность сцепления с металлом и улучшающий защитные свойства покрытия.

Внешний слой покрытия

Слой многослойного покрытия, соприкасающийся с коррозионной средой.

Ингибитированная бумага

Бумага, содержащая ингибитор и применяемая для защиты металла от атмосферной коррозии.

Защитная смазка

Невысыхающий слой, состоящий из смеси масел с различными добавками, нанесенный на металл и предназначенный для временной защиты металла от коррозии.

Защитная атмосфера

Атмосфера, искусственно создаваемая для защиты металла от газовой коррозии.

Деаэрация

Удаление из коррозионной среды кислорода воздуха.

 Виды испытаний

Коррозионные испытания

Испытания для определения коррозионной стойкости металла и (или) защитных покрытий.

Лабораторные испытания

Коррозионные испытания металла, проводимые в искусственных условиях.

Испытания в природных условиях

Коррозионные испытания металла, проводимые в атмосфере, в море, в почве и т.п.

Эксплуатационные испытания

Коррозионные испытания машин, аппаратов, сооружений и т.п. в эксплуатационных условиях.

Ускоренные испытания

Коррозионные испытания, проводимые в условиях, близких к эксплуатационным, но дающие результаты в более короткий срок.

Водородный показатель коррозии

Объем выделившегося в процессе коррозии водорода, отнесенный к единице поверхности металла и единице времени.

Кислородный показатель коррозии

Объем поглощенного в процессе коррозии кислорода, отнесенный к единице поверхности металла и единице времени.

Шкала коррозионной стойкости

Шкала, предназначенная для качественной и количественной оценки коррозионной стойкости металла в определенных условиях.

Примечание — При оценке коррозии следует пользоваться десятибалльной шкалой коррозионной стойкости металлов (см. ГОСТ 9.908)

Коррозионный балл

Единица шкалы коррозионной стойкости.

Визуальная оценка коррозионной стойкости

Оценка коррозионной стойкости, осуществляемая внешним осмотром.

Примечание — Визуальная оценка может осуществляться как вооруженным, так и невооруженным глазом.

 Литература

1. ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины
2. ГОСТ 9.008-82 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Термины и определения

weldworld.ru

Общие сведения о коррозии металла

Коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимо-действии с внешней средой. Особенный ущерб приносит коррозия металлов. Распространенный и наиболее знакомый всем нам вид коррозии — ржавление железа. Термин «коррозия» применим к металлам, бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. Коррозия — это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла.

Трудно учесть более высокие косвенные потери от простоев и снижения производительности оборудования, подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций, и т. п. Точная оценка ущерба от коррозии железа и стали, конечно, невозможна. Однако на основе некоторых доступных данных по среднему ежегодному объёму замены гофрированных металлических крыш, проводов, трубопроводов, стальных вагонеток и других железных и стальных объектов, подверженных коррозии, можно сделать вывод, что из-за неправильной защиты ежегодные затраты на замену в среднем могут достигать 2 процентов от общего объёма используемой стали.

О коррозии металлов

Не следует путать понятия «коррозия» и «ржавчина». Если коррозия — это процесс, то ржавчина один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. В дальнейшем под термином «коррозия» мы будем подразумевать коррозию металлов. Согласно международному стандарту ISO 8044 под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их тех-нической системы. Ржавчина  — это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии.

Кроме коррозии, металлические (в частности, строительные) конструкции подвергаются действию эрозии — разрушению поверхности материала под влиянием механического воздействия. Эрозию провоцируют дожди, ветры, песчаная пыль и прочие природные факторы.
Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности под окраску и только на 20% качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их нанесения (ISO).

Процесс коррозии

Коррозией металлов называется самопроизвольное их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует), называется коррозионной или агрессивной средой. В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодей-ствия металла со средой.

Стадии коррозионного процесса:

• подвод коррозионной среды к поверхности ме-талла;
• взаимодействие среды с металлом;
• полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла.

Классификация коррозионных процессов

По природе разрушения различают следующие виды коррозии:

Химическая коррозия — это процесс, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте.
Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является элект-ролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропро-водных органических жидкостях).

Электрохимическая коррозия — это разрушение металлов вследствие их электрохимического взаимодействия с электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента среды протекает не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала металла. Этот вид коррозии наиболее распространен. При электрохимической коррозии химическое превращение вещества сопровождается выделением электрической энергии в виде постоянного тока.

Биохимическая коррозия — в случае, когда коррозия металла в морской воде усиливается под действием обрастания поверхности морскими организмами.
Электрокоррозия — усиление коррозии под действием анодной поляризации, вызванной внешним электрическим полем (например, при производстве сварочных работ на плаву, при наличии блуждающих токов в акватории).

По типу коррозионной среды

Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.
Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии — в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.

Газовая коррозия — коррозия в газовой среде при высоких температурах.

Атмосферная коррозия — коррозия металла в усло-виях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (осо-бенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т. д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.

Жидкостная коррозия — коррозия в жидких средах.

Подземная коррозия — коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).

По характеру разрушения коррозию различают

Сплошная — Охватывает всю поверхность металла
Местная – Охватывает отдельные участки коррозии
Равномерная – Протекает с приблизительно одинаковой скоростью по всей поверхности
Точечная (питтинг) — В виде отдельных точек диаметром до 2 мм
Язвенная — В виде язв диаметром от 2 до 50 мм
Пятнами – В виде пятен диаметром более 50 мм и глубиной до2 мм
Подповерхностная — Вызывает расслоение металла и вспучивание слоев
Подпленочная — Протекает под защитным покрытием металла
Межристаллитная — В виде разрушения границ зерен
Селективная (избирательная) — В виде растворения отдельных компонентов сплава
Щелевая – Развивается в щелях и узких зазорах

obrabotka.ru

Процесс коррозии, ее характеристики, типы и методы защиты

Содержание статьи

В современном мире из металлов самых разных видов производится большое количество продукции. Металлические материалы присутствуют в разных отраслях промышленности в виде станков и машин, инструментов. Очень важно при производстве какой –либо продукции сделать так, чтобы металлы как можно меньше покрывались ржавчиной или были устойчивы к ее появлению.

Характеристики коррозии

Коррозия в простонародии больше известная под названием ржавчина. Она представляет собой процесс самопроизвольного образования на металлической поверхности налета в результате влияния окружающей среды. Ржавчина обычно имеет темно-коричневый оттенок, который портит внешние качества изделия из того или иного металла.

Коррозия металла сегодня встречается достаточно часто. Причиной ее появления является то, что некоторые виды металлических материалов являются неустойчивыми к температурным перепадам и изменениям влажности. Изделиям из металлов достаточно часто приходится контактировать с различными веществами. Они могут влиять на них по-разному. В результате образуется коррозия различных видов.

Коррозия влияет не только на внешние качества изделий и объектов, но и способствуют разрушению металлического материала.

В результате конструкция, которая из него создана, приходит в негодность.

Коррозии подвергаются не только металлы, но и другие материалы. Сегодня довольно часто встречаются случаи, когда она появляется на пластмассе. Образование ржавчины присуще и бетонным изделиям.

Скорость коррозии зависит от размера температуры. С повышением температуры на каждые сто градусов появление ржавчины становится быстрее.

Типы коррозии

В современном мире представлено большое количество видов такого процесса, как образование ржавчины на поверхности материалов отдельных видов.

Виды коррозии сегодня встречаются следующие:

1. Электрохимическая коррозия. Данный вид образования коррозии характеризуется тем, что на поверхности металлов появляются гальванические элементы, которые вызывают появление ржавчины. Для появления данного типа коррозии необходимо наличие электролита. В его роли чаще всего выступает вода. При соприкосновении с конденсатом или водой электроды или другие элементы металла меняют свой оксилительно-восстановительный потенциал. 
2. Водородная коррозия. При данном виде коррозии отмечается водородная деполяризация. При этом водород восстанавливается. 
3. Кислородная коррозия. Бывают ситуации, когда водород в щелочной среде не имеет возможности выделяться. В результате выделяется кислород, который приводит к появлению налета ржавчины на металлической поверхности.
4. Химическая коррозия. При данном виде коррозии поверхность металла соприкасается со средой, которая провоцирует появления ржавчины.

Таблица. Виды электрохимической коррозии

Ингибиторы коррозии

Ингибитор коррозии представляют собой химические соединения, которые используются для блокирования или задержания процесса образования ржавчины. Ели они есть в агрессивной среде, что процесс образования коррозии на металлических поверхностях сократится в разы.

Ингибиторы образуют на поверхности металлов тонкую защитную пленку, которая не дает проникать в поры металлов воздуху и жидкостям, которые могут нарушить их целостность. Они являются одним из самых эффективных методов борьбы с образованием ржавчины.

Коррозия на авто

Многие современные автомобилисты сталкиваются с тем, что на автомобилях появляется со временем ржавчина. Чаще всего страдает от этого кузов авто. Коррозия автомобиля относится к разряду часто встречающихся ситуаций. Она появляется на тех деталях, которые не сделаны из нержавеющей стали.

Сегодня есть специальные средства, которые предотвращают появление ржавчины на деталях авто. Они представлены различными составами, которые наносятся на поверхность перед п

окраской.

Методы защиты металлов от коррозии

Коррозия каждый приводит к тому, что появляется большое количество убытков. Они исчисляются миллионами. Ущерб наносится не потому, что коррозия уничтожает металлы, а потому что в результате этого процесса портятся вещи из металлических материалов. В мире применяется большое количество оборудования, которое в большинстве своем сделано из металлической основы. Его стоимость является достаточно высокой. После выхода из строя оборудования не каждая организации имеет возможность приобрести еще одно такого же уровня. Именно поэтому так необходима защита от коррозии.

В современном мире очень важно правильно подобрать средства для борьбы с появлением ржавчины на металлических изделиях. Необходимо перед нанесением краски тщательно подготовить металлическую поверхность. От этого зависит восемьдесят процентов противостояния образованию коррозии. Лакокрасочные материалы, которые наносятся в последующем, обеспечивают лишь двадцати процентную защиту. Сегодня для обработки металлических поверхностей можно использовать специальные преобразователи ржавчины, которые выполняют роль и защиты и грунтовки.

lkmprom.ru

питтинговая коррозия, сквозная, межкристаллитная, щелевая, фреттинг-коррозия и другие

Различные сплавы и металлы могут разрушаться и корродировать под влиянием электрохимического, химического или механического (эрозия) действия окружающей среды. Все коррозионные процессы делятся на несколько групп:

• по типу среды;
• по объему распада и разрушения металла;
• по реакции между средой и металлом;
• по типу коррозионных разрушений.

Виды коррозии

• Атмосферная – данный тип коррозии охватывает изделия, эксплуатирующиеся во влажной воздушной среде. Условно ее можно поделить на три типа:
  1. Сухая – происходит при отсутствии внешних следов жидкости на металлической поверхности.
  2. Влажная – протекает при образовании на поверхности практически незаметной, тончайшей пленки влаги, как правило, вследствие конденсации.
  3. Мокрая – может образоваться, если на поверхности в течение длительного времени сохраняется явная (видимая) влага.
• Газовая – это явление, протекающее в любой газовой среде при повышенных температурах и с минимальным количеством влаги. Встречается преимущественно в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.
• Поверхностная – вид распада, при котором разрушительный процесс охватывает всю имеющуюся металлическую поверхность. К данному типу относятся разрушения металла под воздействием щелочей, кислот и атмосферы. Может быть неравномерной или равномерной, в зависимости от скорости поражения разных поверхностей и деталей, находящихся на одном изделии.
• Подповерхностная – начинается такой вид разрушения, в основном, на участках с поврежденным защитным покрытием. Распад протекает, прежде всего, под покрытием и основная часть продуктов коррозии концентрируются внутри металла.
• Контактная – случается при взаимодействии разнородных материалов, которые имеют разные электрохимические свойства. Происходит это чаще всего при неверной компоновке металлических частей или контакте одинаковых металлов соединенных сваркой.
• Избирательная – при ней один из металлических элементов или какая либо структура разрушаются, а остальные компоненты остаются неизменными. Например, при контакте стали и кислоты ферриты разрушаются, а Fe3C (карбид железа) не изменяется.
• Фреттинг-коррозия — процесс корродирования происходит при колебательном повторяющемся передвижении двух поверхностей по отношению друг к другу в условиях воздействия любой коррозионной среды. Такому явлению подвержены шестерни, листовые рессоры, муфты, болтовые соединения т. д.

Разновидности локальной коррозии

Все виды коррозии металлов, протекающие по локальному типу, характеризуются весьма стремительной скоростью поражения металла на относительно небольшой площади. Особую опасность этих процессов представляет то, что обнаруживаются они, как правило, уже после значительных, необратимых разрушений или во время нарушения работы оборудования.

• Межкристаллитная коррозия – самый опасный вид коррозийного поражения, при котором распад идет по границам кристаллов. При этом внешняя металлическая поверхность не меняется. Материал, пораженный этим типом коррозии, легко разрушается от любого механического воздействия.
• Питтинговая коррозия – возникает на изделиях находящихся в растворах солей, морской воде, в охлаждающих системах холодильников. К ней предрасположены очень многие металлы (Zn, Fe, Cu, Ni, Co, Ta, Mn и др.) и конструкционные материалы, изготовленные на их основе. Основная причина возникновения этого вида корродирования — неоднородность или дефектность структуры металлических изделий. К данному типу относятся точечная и сквозная коррозии:
  – точеная – небольшие ржавые точки, преимущественно развивающиеся в глубину;
  – сквозная коррозия – следующая фаза точечного разрушения, при котором материал поражается вглубь, вплоть до образования сквозных отверстий.
• Язвенная – как правило, происходит на внешней поверхности металлоизделий, по характеру развития во многом сходна с питтинговой, поэтому четкая классификация может быть затруднена. Различие составляет размер язв пораженных поверхностей, как правило, диаметр здесь гораздо больше чем их глубина. В большинстве случаев ей подвергаются низколегированные и углеродистые стали, используемые в хлоридсодержащих водных средах.
• Щелевая коррозия – развивается в зазорах, щелях, фланцевых и резьбовых соединениях, под креплениями, а также на участках с неплотным контактом прокладочных материалов с металлом. Обусловлено это тем, что все названные участки, как правило, находятся в неудобных и труднодоступных местах с плохой вентиляцией.

Оставить комментарий

korroziya-rzhavchina.ru

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ – Виды коррозии металлов

Электрохимическая коррозия

Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. Не следует путать с электрохимической коррозией коррозию однородного материала, например, ржавление железа или т.п. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.), с которым соприкасаются электроды – либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала с различающимися окислительно-восстановительными потенциалами. Если в воде растворены ионы солей, кислот, или т.п., электропроводность ее повышается, и скорость процесса увеличивается.

При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO₂, образуется гальванический элемент, так называемый коррозионный элемент. Он представляет собой не что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с более низким окислительно-восстановительным потенциалом; второй электрод в паре, как правило, не корродирует. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например, сварочные швы или заклёпки.

Если растворяющийся электрод коррозионно-стоек, процесс коррозии замедляется. На этом основана, например, защита железных изделий от коррозии путём лужения или оцинковки – олово или цинк имеют более отрицательный потенциал, чем железо, поэтому в такой паре железо восстанавливается, а олово или цинк должны корродировать. Однако в связи с образованием на поверхности олова или цинка оксидной плёнки процесс коррозии сильно замедляется.

Электрохимическая коррозия протекает интенсивнее, если в катод вкраплён металл, менее активный, чем корродирующий. Например, если корродирует сталь (а сталь – это сплав железа и углерода в котором частично образуется карбид железа) роль таких участков играет карбид железа (FeC).

Атмосферная коррозия
– протекает во влажном воздухе при обычной температуре. Поверхность металла покрывается плёнкой влаги, содержащей растворённый кислород. Интенсивность разрушения металла возрастает с ростом влажности воздуха, а также содержанием в нём газообразных оксидов углерода, серы, при наличиив металле шероховатостей, трещин облегчающих конденсацию влаги.

Почвенная коррозия
– её подвержены трубопроводы, кабели, подземные сооружения. В этом случае металлы соприкасаются с влагой почвы, содержащей растворённый кислород. Во влажной почве, с повышенной кислотностью трубопроводы разрушаются в течение полугода после их укладки (конечно, если не принять меры по их защите).

Электрическая коррозия
– происходит под дейстивем блуждающих токов, возникающих от посторонних источников (линии электропередач,электрические железные дороги, различные электроустановки, работающие на постоянном электрическом токе). Блуждающие токи вызывают разрушение газопроводов, нефтепроводов,электрокабелей, различных сооружений. Под действием электрического тока на находящихся на земле металлических предметах появляются участки входа и выхода электронов – катоды и анады. На анодных участках наблюдается наиболее интенсивное разрушение.

fe3o3h.3dn.ru